Родился 15 января 1861 года. В 1881 году окончил Техническое училище морского ведомства в Кронштадте, в 1894 году — гидрографическое отделение Николаевской Морской Академии.
На черноморском флоте с 1878 года. Кондуктор (1881), прапорщик (1882), подпоручик (1885), поручик (1889), штабс-капитан (1893). Переведен во флот. Лейтенант флота с 1896 года. Капитан второго ранга (1903), капитан первого ранга (1908). В 1908—1910гг. - командир крейсера «Аскольд». В 1912—1913 годах исполнял обязанности командира Керченского порта. Контр-адмирал (6 декабря 1913г.). В период с 9 декабря 1913 года и вплоть до февральской революции 1917г. — градоначальник Севастополя. С 1 января 1915 года — адмирал для особых поручений при командующем ЧФ. После Февральской революции стал на позиции украинского морского движения, поддерживал украинизацию флота. С конца ноября 1917г. — в составе Генерального Секретариата Морских дел УНР. В апреле 1918 года после отступления большевиков из Крыма выступал за подчинение флота Центральной Раде. С 18 июня 1918 года командующий Крымско-Украинским флотом. После окончательного перехода флота на украинскую сторону был назначен в штаб Украинского Черноморского флота. После антигетманского переворота большая часть личного состава флота перешла на сторону ВСЮР, в том числе и адмирал Бурлей. В 1920 году адмирал преподавал науки при Дирекции маяков. В ноябре 1920 года адмирал был арестован большевиками. Скончался от разрыва сердца в заключении в Севастополе.